PCIe (PCI Express) 및 PCIe Packet swith (패킷 스위치)에 대하여

PCIe (PCI express) 는 고속 데이터 전송을 위한 Interface 규격으로 PCI SIG에서 규정을 한 spec 입니다. PCIe는 그래픽 카드, 저장장치 Embedded 기기의 내부 IC 간 고속 통신용으로 많이 사용이 되고 있습니다.  

 

버젼

PCIe 1.0 에서 시작하여 PCI 5.0까지 스펙이 정해져 있습니다. 

 

PCIe의 대역폭 

 

PCIe 1.0 : 1레인당 250MB/s

PCIe 2.0 : 1레인당 500MB/s

PCIe 3.0 : 1레인당 985MB/s

PCIe 4.0 : 1레인당 1.969 GB/s

PCIe 5.0 : 1레인당 3.939 GB/s 

 

여기서 레인이란 배속이 아니고, 물리적인 선로를 확장 한다는 의미입니다. 즉, 고속도로에서 차선을 넓힌다는 의미로 보면 됩니다. 예로, PCIe3.0 x4 는 4레인이므로, 대역폭은 958MB/s x 4 lane, 즉 3.94GB/s 가 된다. 

 

PCIe 에서 레인을 두는 이유 ? 

 

PCIe가 SATA나, USB와 달리 Lane이라는 개념이 있는 가장 큰 이유는 손실 없는 확장일 것이다. 

예로, 상부(Upstream)에는 4lane을 두고, Downstream(하위연결)은 1lane 형 장치를 4개를 연결하면, 손실없는 전송이 가능하다.  (상부는 4차선, 하부도 1차선 4개로 총 4차선이 되어 실제적인 병목은 없게 된다.) 

 

PCIe의 확장 : PCIe packet switch 

 

아래는 Asmedia사의 ASM2824라는 packet 스위치 제품이다. 

상부 Upstream에는 x8이고, 하부에는 x2, x1이 다양하게 확장이 가능하다. 

즉, 총 24개의 lane을 칩이 정해진 사양에 따라 Configurable하게 확장이 가능하다. 

 

 

물론, 아래와 같이 다른 형태로도 확장이 가능하다.